Оптоэлектронная пара

Оптоэлектронная пара

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимвских

Республик (t i) 472681 (бт) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Зая eHo 05.03 73 (2() 1895849/26 25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07 78,Вюллетен ь е (45) Дата опубликования описания 21,06.78 (51) M. Кл.

Н 01 (, 29/20

Н 01 Ь 31/08

Государстеенный ноинтет

Совета Инннотроа CCCP оо делам изобретеннй н открытнй (53) УДК 621,382 (088.8) A. Я. Вуль, H. А. Добрякова, И. И, Сайдашев, А. Я. Шик и Ю. В. Шмерцев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ ПАРА

Известен также генератор на оптоэлект ронной паре, состоящий из полупроводникового приемнике и электролюминофоре, соединенных цепью обратной связи. Част оге генерируемых сигналов определяется в этой схеме временем фотооткпика полупроводникового приемнике н принципиально не может составлять величину порядка секунд.

Пель изобретения состоит в том, чтобы получить генерацию электрических колебаний инфранизкой часrоты.

Эта цель достигнута тем, что приемник излучения в оптоэлектронной паре выполнен из попупроводнике, состоящего из низкоомной массы с высокоомными облас+ тямн включений, с тт тт(рр }епереходами на границах областей, а с целью получения более резкнхтт т- переходов не граниФ цах включений в качестве полупроводникового материала выбран антимонид гал« пия тт — типа, легированный серой.

Источником света служит светодиод с

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для получения электрических колебаний инфранизкой частоты.

Известны генераторы инфренизких частот, основанные на применении схем само» возбуждения и преобразования электрических колебаний, такие как генераторы на биениях, термисторные генераторы,кС -генераторы. С их помощью можно получить колебания в диапазоне частот до 10 Гц, однако их стабильность в области частот

10 Гц низка, а получение частот мень-3 ших 10 Гц практически невозможно. Для получения колебаний инфранизких частот

-2 меньших 10 Гц or электронных генераторов используют, как правило, генераторы низкой частоты н каскады пересчета им-пульсов на триггерах, обеспечивающие увеличение интервалов между сигналами.

В этом случае, однако, необходимо применение многокаскадных пересчетных устройств, что сильно усложняет схему генератора и снижает надежность его рабогые 25 максимумом в спектре излучения в диапазоне 0,2-1,78 эВ. Для повышения стаОрдена Ленина физико-технический институт им. A. Ф. Иоффе бильности генерации в схему обратной связи включены ключевой и баланскый ,каскады. х

Объединение приемника излучения,, выполненного из полупроводникового ма- териала й-Ga 9 (а) °, и светодиода в оптоэлекгронную пару с соответствующим устройством обратной связи приводят к созданию генератора инфраниэкой частоты с регулируемой частотой.

На границах областей возкикает Дч или10

: PP = в материале р-типа) пере ход. Освещение такой структуры вызы- вает появление дополнительных неравно: весных электронов в зоне проводимости .A)1 . Ввиду того, что свет проникаег в образец лишь на толщину, определяемую величиной коэффициента поглощения, в

1лубине образца носители не создаются и, следовательно,Ьй падает с удалением

or освещенной поверхности образца. Воэ-, никакиций градиент концентрации вызывает диффузию неравновесных электронов

-JIo Q+- мессе в неосвещенную частb об-разца. Равновесное состояние будет до25

-сгигиуго тогда, когда часть из hO носителей высадится на примесные центры}в высокоомкых областях образца. Однако процесс высаживаниа связан с необходимостью преодоления энергетического барьера высотой 9< и, следовательно, оиреяеияеося иосооиииой времеви оохр(Д}

8 силу этого проводимость образца, определяемая концентрацией электронов

s массе образца, ниэкоомной даже при

33 . гационарной подсветке, будет медленно (в случае Ч 3> KT) релаксировагь с характерным временем Г . Величина g определяегся только параметрами h+n -пере хода и может быть сделана поэтому до статочно большой в соответствии с величиной,, т.е. выбором «онцентрации, Чк типом легирующей примеси или гемперату« рой.

Для получения элемента, реагирующего на действие света неограниченное число раэ, использовано излучение с глубиной проникновения больше толщины обГ резца и с достагочн» малой экспозициЕйе 50

Для создания образца генератора и качестве полупроводникового фотосопротивления был выбран антимонид галлия.

При легировании этого материала серой в нем возникает структура, состоящая ss из низкоомной массы, в которой сера образует докорные уровни с энергией иощ эации 60 МэВ, и включений более компенсированных участков, где сера, занимая имое положение s решетке основного ве-! 60 шесгва или образуя комплексы, дает бо

1 лее глубокие уровни. Поскольку величина контактной разности потенциалов на границе таких областей (Й и -переходах) вп-Qe ьЬ(ъ) составляет Ч „0,2 эВ, то для получения достаточно больших времен фогоприемник был охлажден qo температуры Т 90о К, такой, что ф- >> 1 (Т 90оК, Т 8 мин).

Таа как возбуждение релаксации может быть вызвано светом с энергией кванта, большей энергии иокизации доноров в ниэкоомных (И+) областях, то необходимо выбрать излучатель с энергией кванта Ь > 0,2 эВ. В то же время, поскольку возбуждение релаксации светом определяхется глубиной проникновения света, го коротковолновая граница действия света для актимонида галлия находится вблизи 2 эВ, поскольку в этой области

«оэффнциент поглощения вба56резко.. возрастает.

Исходя из этих граничных условий в качестве излучателя для образца генератора можно использовать светодиод на основеЯО Мв с энергией излучения }0

-1,33 эВ.

Тав. как глубина, проникновения нэпу чекия с энергией квантов 5 1,33ЭВ в фотоцриемник из и-(A<85 (S) меньше толщины фотоприемника, ro была подобрана такая величина экспозиции за один импульс 3Ы (Э -интенсивность излучения светодиода, пропорциональная величине тока, протекающего через него, Д1 -время экспозиции), чтобы получить в озможность мкогократного дeйcгвия излучения.

На чертеже показана зависимость сопротивления фотоприемника из h Ga 85(S) ог времени при Т 90 К.

В моменты времени1, ...6® производилось включение светодиода из GOES, ток через светодиод составлял 1 25 мА, ht 20 с.

Из графика зависимости сопротивления фотоприемника из антимонида галлия

ll -rHIIa, легированного серой, от времени при освещении его светодиодом с длиной волны излучения 0,93 мкм (см. чертеж) ясно, что схема обратной связи генератора должна обладать способностью включать светодиод по достижении сопротивлением фотоприемника определенной величины Я -порога срабатывания и выкшочагь его через время Ь1.

Ф ормула из обре тенин

l. Оптоэлектронная пара, состоящая из фотоприемника и излучателя, соединенных цепью обратной связи, о r л и ч аю щ а я с а тем, что, с целью получения генерации электрических колебаний инфра472601

Составитель Г. Корнилова

Редактор Т. Колэдцева Техред О. Андрейко Корректор В. Сердюк

Заказ 4289/49 Тираж 960 П одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 низких частот, фогоприемник выполнен из полупроводникового материала, содержащего высокоомные включения в низкоомной массе cll+h(p>p)- переходами на . границах включений.

2. Оптоэлектронная пара по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем что в качеств- ве полупроводникового материала использован ангимонид галлия h -типа, легированный серой.